[发明专利]永久主存储器的容错

说明书

背景技术

当前数据存储设备常常包括容错，以确保如果设备错误或故障则不丢失数据。给当前数据存储设备提供的容错的示例为冗余独立盘阵列。冗余独立盘阵列(RAID)是控制多个盘驱动器并通过存储有冗余的数据提供容错的存储技术。RAID技术可以多种方式存储有冗余的数据。冗余数据存储方法的示例包括复制数据并将数据存储在多个位置和添加位以存储计算出的错误恢复位。

附图说明

在以下详细描述中参照附图描述特定示例，附图中：

图1是包括容错的计算系统的示例的框图；

图2是包括容错的计算系统的示例的框图；

图3是将数据写入具有容错的存储器的方法的示例的过程流示意图；

图4是访问具有容错的存储器的方法的示例的过程流示意图。

具体实施方式

本文描述的技术总体涉及冗余数据存储。更具体地，本文描述的技术涉及永久主存储器中的冗余数据存储。主存储器是直接或间接连接至中央处理单元(CPU)且对CPU而言可直接访问的主要存储器。为了将冗余数据存储到盘中，当前系统提供储存器阵列控制器，拦截块存储以及其关联的数据并将数据冗余地跨多个盘设备存储，以确保如果一个或多个设备故障则可恢复数据。一种方法是计算和存储错误恢复位，例如RAID5奇偶校验，使得在故障设备中丢失的任何数据都能从错误恢复位和来自无故障设备的数据重新创建。另一方法是，例如经由RAID1技术，复制数据并将数据存储在多个位置。可使用多种RAID级别和算法来提供期望级别的保护。其它系统将盘存储器的多个通道附着到系统。然后在系统的储存管理软件中处理数据的复制或RAID化。当数据块要被交付给储存器时，软件启动向多个盘的多传送，以便实施期望的RAID算法。

当块传送到盘时为存储到为块储存设备工作的盘的数据提供冗余的这些当前系统，通过页面调度软件和IODMA机制管理。然而，这些方法并不很好地适应不仅从其短访问延迟，还从块传送IO处理器的缺席获得性能益处的直接访问的储存器，例如永久主存储器。直接访问的储存器还从仅移动实际修改或要求的数据而非整体块的效率而获得性能益处。

当储存器被写入可靠数据时，不管它是在诸如自旋硬盘、固态盘之类的传统设备中，还是在直接访问的模块中，都能更好地保持数据完整性。当在非永久存储器和盘之间传送数据块时，使用低速盘设备，管理该数据完整性。在传送数据块时，提供软件或附着的储存器阵列，用于跨多个设备散播数据。在这个模型下，一个这样的设备故障将导致丢失一部分存储的位，但从其余设备可恢复完整数据。

新系统架构利用密集、永久、低延迟时间存储器设备，来提供由处理器直接访问并在处理器缓存器中缓存的大储存器阵列。具有密度像闪存以及访问时间像DRAM存储器的新固态永久存储器设备允许系统的设计如储存器一样对待该存储器但如存储器一样访问它，即通过直接存储器访问，允许固态永久主存储器用作永久主存储器。为了保护该永久主存储器中存储的数据，除了路由对存储器的写请求外还以镜像或RAID方式将数据路由到分离的永久主存储器中的多个存储位置的能力被整合到访问该存储器的路径中。该路由确保在永久主存储设备故障的情况下的数据恢复，同时保持当前编程样式。

通过以主存储器访问速度，在对小数据单位操作的主存储器访问路径(例如独立的缓存线)中添加容错功能，这种类型的数据保护(例如数据复制或RAID化)可延伸至直接存储器访问，例如永久主存储器，而不注意软件应用级处的保护机制。当前冗余解决方案仅在软件准备好交付数据后将数据移动到盘。在前进之前，系统必须随之等待该操作完成，包括将全部RAID数据写入多个设备所需要的时间。在本发明中，通过在独立缓存线写入发生时对永久主存储器执行RAID更新，可更快完成储存器交付。进一步，通过将存储器页面跨多个永久主存储器扩散，可并行处理多个缓存线的RAID操作。通过并行处理RAID操作，完成交易的时间缩短，并且对系统的要求得到平衡。从电力和数据移动远景来看，整体结果是受保护的数据跨存储设备的更快、更有效的分布。

图1是包括容错的计算系统100的框图。在示例中，计算系统100是服务器集群。计算系统100包括多个节点，例如计算节点102。在进一步的示例中，计算系统100可还包括存储器节点，例如远程存储器节点112，或多个存储器节点。存储器节点是用于存储大量数据的存储器的集合，例如存储器设备的集合。节点102通过诸如服务器集群部署之类的网络104可通信地彼此联接。计算系统100可包括若干计算节点，例如几十个或甚至几千个计算节点。